(57)【要約】【課題】未処理ガスの除塵装置と、有機系燃料のガス化システムと、有機系燃料をガス化して得たガスからクリーンな燃料であるメタノールを高効率に製造することのできる液体燃料合成システムとを提供する。【解決手段】含塵ガスを吸引して水ジェット水滴噴流を鉛直軸方向に形成する駆動ノズルと、前記駆動ノズルに連通し、該駆動ノズルから放出されたジェット水滴噴流を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流と含塵ガスとを気液混合し、含塵ガスの除塵を行うスクラバ部と、前記スクラバ部から流下した水ジェット水滴噴流水を受けて循環水として一時的に貯留する吸引管と、前記吸引管に連通するとともに内部に一定レベルの水を貯留するレベルタンクと、前記吸引管に配設され、該吸引管内の循環水を循環ポンプにより強制排出する排出管と、前記吸引管から強制排出された水を前記駆動ノズルに循環させる循環ラインとを少なくとも用いて構成する。【選択図】      図１
2005230734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含塵ガスを吸引して水ジェット水滴噴流を鉛直軸方向に形成する駆動ノズルと、
前記駆動ノズルに連通し、該駆動ノズルから放出されたジェット水滴噴流を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流と含塵ガスとを気液混合し、含塵ガスの除塵を行うスクラバ部と、
前記スクラバ部から流下した水ジェット水滴噴流水を受けて循環水として一時的に貯留する吸引管と、
前記吸引管に連通するとともに内部に一定レベルの水を貯留するレベルタンクと、
前記吸引管に配設され、該吸引管内の循環水を循環ポンプにより強制排出する排出管と、
前記吸引管から強制排出された水を前記駆動ノズルに循環させる循環ラインとを具備していることを特徴とする除塵装置。
【請求項２】
前記吸引管の上部開口部内縁に該内縁に沿う環状のシャワー手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の除塵装置。
【請求項３】
前記環状のシャワー手段には、前記循環ラインに設けられたバイパス管が接続されて循環水がシャワー水として再利用されていることを特徴とする請求項２に記載の除塵装置。
【請求項４】
前記吸引管の外周には該吸引管をその内部に収納するように液溜タンクが設けられ、この液溜タンクに補給された水が前記レベルタンクに供給されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項５】
前記レベルタンクがその内部に前記吸引管を収納するように前記吸引管の外周に設けられ、吸引管の側部に開口部が形成されることによって前記レベルタンクと前記吸引管とが連通していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項６】
前記循環ポンプによって前記吸引管から排出された循環水の一部を系外の廃水処理工程に流すための分岐排水管が前記循環ラインに設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項７】
前記レベルタンクおよび／または吸引管に薬注手段が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項８】
前記循環ポンプの下流の前記循環ラインにオートストレーナが介装されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項９】
前記含塵ガスが有機系燃料のガス化炉により生成されたガスであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項１０】
前記含塵ガスがシアンを含有していることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項１１】
前記含塵ガスが重金属を含有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の除塵装置を備えたことを特徴とする有機系燃料のガス化システム。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の除塵装置を備えたことを特徴とする有機系燃料を用いた液体燃料合成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ガス化装置、燃焼装置から排出される含塵ガスから該ガス中に含まれている煤塵を安価かつ高効率に除去することのできる除塵装置、該除塵装置を備えた有機系燃料のガス化システムおよび液体燃料合成システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油、石炭などの化石燃料、廃棄物、バイオマス等の可燃性物質を用いた燃焼装置やガス化装置が種々開発されているが、これらの装置によって生成もしくは排出されるガスには、量の多少はあるものの、微細ダスト状の煤塵成分が含まれている。これらガスを燃料ガス、アルコール合成用原料ガスとして使用する場合でも、排気ガスとして処理する場合でも、ガス中の煤塵の除去処理を高精度に行う必要がある。
【０００３】
前述のようなガスの除塵装置として、従来、除去媒体として水ジェット水滴噴流を利用した装置が知られており（特許文献１）、その処理対象により一部改良したものが種々提案されている。それらの内、代表的一例を図９に示す。
【０００４】
この水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置は、除塵処理を要するガス１０１を吸引して水ジェット水滴噴流１０２を鉛直軸方向に形成する駆動ノズル１０３と、前記駆動ノズル１０３に連通し、該駆動ノズル１０３から放出された水ジェット水滴噴流１０２を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流１０２とガス１０１とを気液混合し、ガス中のダスト粒子を水滴に付着させることにより、ガス１０１の除塵を行う筒状のスクラバ部１０４と、前記水ジェット水滴噴流水を循環水として貯留するとともに、前記スクラバ部１０４において微粒子成分および水溶性成分を分離されたガス１０１を次の処理工程に送り出す排出口１０５ａを有する循環水タンク１０５と、前記循環水タンク１０５内の貯留水を撹拌する撹拌手段１０６と、循環水タンク１０５の側部下端に配設され、該循環水タンク１０５内の循環水を循環ポンプ１０７により強制排出する排出管１０８と、前記排出管１０８に介装されたストレーナ１０９とを具備する装置である。
【０００５】
前記スクラバ部１０４は、一体構造の筒状部材であり、比較的径の大きなチャンバー部１０４ａと、それに順次続く、漏斗状の吸引部１０４ｂ、縮径直管状のスロート部１０４ｃ、徐々に拡径するディフューザ部１０４ｄ、および拡幅直管状の出口管部１０４ｅとから構成されている。前記チャンバー部１０４ａの中央には前記駆動ノズル１０３が配置されており、この駆動ノズル１０３の噴出口は該スクラバ部１０４の中心線に位置している。このチャンバー部１０４ａの側部には、前記ガス１０１の導入口１０４ｆが形成されており、ガス１０１を水ジェット水滴噴流１０２に巻き込むように設定されている。この水ジェット水滴噴流１０２とガス１０１とは、吸引部１０４ｂで合流し、縮径直管状のスロート部１０４ｃにて高流速で気液混合がなされ、水滴へのダスト粒子の付着合体を促進する。その後、水滴噴流は徐々に拡径するディフューザ部１０４ｄに導かれて、流速が低下し、高流速エネルギーを圧力エネルギーに変えてスクラバの圧力損失を減少させる。ガス１０１から微粒子成分および水溶性成分を吸収した水滴流は、拡幅直管状の出口管部１０４ｅから前記循環水タンク１０５内に低速で流下し、水によって洗浄されたガス１０１は、循環水タンク１０５の上部空間を経由してガス排出口１０５ａから次の処理工程に導出される。
【０００６】
前記水ジェット水滴噴流１０２によってガス１０１から分離され水滴に付着したダストおよびタール成分は、循環水タンク１０５内に水滴とともに落下することによって、一時的に水中に沈下させられるが、疎水性かつ軽量であるため、直ぐに水面に浮上する。常に水滴噴流水が強く流下し続ける状態にあっても、前記微粒成分を循環液に均一に分布させることができない。したがって、循環水タンク１５の下部の配設されている排出管から循環液を吸引しても、前記浮上微粒成分はほとんど回収することができない。そこで、この装置では、循環水タンク１０５内の水を撹拌する撹拌手段１０６を設けている。この撹拌手段１０６を駆動させることにより、前述のように勢いよく流下する水によって水中に潜った微粒成分の水中滞在時間を長引かせ、それら微粒成分を循環水とともに排出管１０８を介して循環ポンプ１０７により吸引し、ストレーナー１０９により分離して回収する。微粒成分をストレーナー１０９により分離された水は循環ポンプ１０７から循環ライン１１０により前記駆動ノズル１０３に回送される。
【０００７】
前記循環ライン１１０には、熱交換型冷却器１１１が介装されるとともに、開閉弁１１２および流量計１１３が設けられている。また、循環ライン１１０の前記冷却器１１１の下流側にはバイパス管１１４が連結されており、循環水の一部を直接に循環水タンク１０５内に送るように設定されている。このバイパス管１１４にも開閉弁１１５および流量計１１６が取り付けられている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−６３６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来の除塵装置は、水ジェット水滴噴流による接触によりガス中の水溶性物質およびタールなどの凝縮化可能な塵を除くことができるが、凝縮によって生じた疎水性の低比重微粒成分が捕捉水の水面に浮上するために、循環水タンク１０５からストレーナ１０９に効率的に導入することが難しくなる。そのために前記除塵装置では、撹拌手段１０６を設けているが、疎水性かつ低比重な微粒成分を効率的に排出管１０８に導くことができない。循環タンク１０５内の浮上微粒成分は、水面に偏在して常に残留した状態になり、除去効率化のネックとなっている。さらに、経時的には、浮上微粒成分の一部が堆積物となり、循環タンク１０５の底部に堆積する。これら微粒成分由来の浮上成分および堆積物の蓄積によって、除塵装置の循環系に閉塞が生じることがあり，定期的な開放清掃を行う必要がある。
【００１０】
また、循環タンク１０５内に貯留されたガス洗浄後の水には、捕集された煤塵がストレーナ１０９で捕集できない程度の微粒子状態で含まれており、その量としては排水規制値を上回る場合がある。
【００１１】
また、循環タンク１０５内の水位レベルは、バイパス管１１４によって調整されるが、その調整が十分でなく、水位レベルが不安定になりやすく、場合によっては、水位が下がりすぎて、循環ポンプ１０７が空気を噛み込み、不具合を生じることがある。
【００１２】
また、ガス洗浄後の水には、ガス１０１中から回収したシアンが含まれている場合があり、その量としては、やはり排水規制値をわずかながら上回ることがある。
【００１３】
また、循環タンク１０５の容量が浮上微粒成分の処理量に対して大きく、（容量）対（微粒成分処理量）のパーフォーマンスが低いという問題点もある。
【００１４】
さらにまた、処理するガスによっては重金属が含まれる場合があり、その重金属の効率的な回収も課題となっている。
【００１５】
本発明は、前記従来の事情に鑑みてなされたもので、前記従来の問題点を解消して、含塵ガス中の微粒成分を始めとし、シアン、さらには重金属を効率的に分離することができ、しかも省スペース化を図った除塵装置と、この除塵装置を用いた有機系燃料のガス化システムおよび有機系燃料バイオマスを用いた液体燃料合成システムを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した課題を解決する［請求項１］の発明の除塵装置は、含塵ガスを吸引して水ジェット水滴噴流を鉛直軸方向に形成する駆動ノズルと、前記駆動ノズルに連通し、該駆動ノズルから放出されたジェット水滴噴流を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流と含塵ガスとを気液混合し、含塵ガスの除塵を行うスクラバ部と、前記スクラバ部から流下した水ジェット水滴噴流水を受けて循環水として一時的に貯留する吸引管と、前記吸引管に連通するとともに内部に一定レベルの水を貯留するレベルタンクと、前記吸引管に配設され、該吸引管内の循環水を循環ポンプにより強制排出する排出管と、前記吸引管から強制排出された水を前記駆動ノズルに循環させる循環ラインとを具備していることを特徴とする。
【００１７】
［請求項２］の発明は、請求項１において、吸引管の上部開口部内縁に該内縁に沿う環状のシャワー手段が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
［請求項３］の発明は、請求項２において、環状のシャワー手段には、前記循環ラインに設けられたバイパス管が接続されて循環水がシャワー水として再利用されていることを特徴とする。
【００１９】
［請求項４］の発明は、請求項１から３のいずれか１項において、吸引管の外周には該吸引管をその内部に収納するように液溜タンクが設けられ、この液溜タンクに補給された水が前記レベルタンクに供給されることを特徴とする。
【００２０】
［請求項５］の発明は、請求項１から３のいずれか１項において、レベルタンクがその内部に前記吸引管を収納するように前記吸引管の外周に設けられ、吸引管の側部に開口部が形成されることによって前記レベルタンクと前記吸引管とが連通していることを特徴とする。
【００２１】
［請求項６］の発明は、請求項１から５のいずれか１項において、循環ポンプによって前記吸引管から排出された循環水の一部を系外の廃水処理工程に流すための分岐排水管が前記循環ラインに設けられていることを特徴とする。
【００２２】
［請求項７］の発明は、請求項１から６のいずれか１項において、レベルタンクおよび／または吸引管に薬注手段が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
［請求項８］の発明は、請求項１から７のいずれか１項において、循環ポンプの下流の前記循環ラインにオートストレーナが介装されていることを特徴とする。
【００２４】
［請求項９］の発明は、請求項１から８のいずれか１項において、含塵ガスが有機系燃料のガス化炉により生成されたガスであることを特徴とする。
【００２５】
［請求項１０］の発明は、請求項１から９のいずれか１項において、含塵ガスがシアンを含有していることを特徴とする。
【００２６】
［請求項１１］の発明は、請求項１から１０のいずれか１項において、含塵ガスが重金属を含有していることを特徴とする。
【００２７】
［請求項１２］の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の除塵装置を備えたことを特徴とする有機系燃料のガス化システムである。
【００２８】
［請求項１３］の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の除塵装置を備えたことを特徴とする有機系燃料を用いた液体燃料合成システムである。
【発明の効果】
【００２９】
前述のように、本発明では、水ジェット水滴噴流とガスとを効率的に気液混合してガス中の水溶性成分を水相に溶解除去するとともに、タールなどの疎水性成分を水冷して凝縮させて微粒成分として水相に浮上分離させるとともに、重金属やシアンなど環境に排気できない物質をジェットスクラバ機構によって凝集沈殿などの簡易な処理により分離可能な状態に変化させることができる。浮上分離した微粒成分は、小容積で水位の維持を確実に行うことのできる吸引管中で効率的に水とともに回収し、ストレーナにて分離するか、系外の排水処理装置によって分離する。重金属とシアンは、錯体を形成させて、凝集沈殿させて、分離する。従って、本発明の除塵装置によれば、高精度の除塵が可能になり、ガス化装置や燃焼装置から排出されたガスをクリーンなガスに精製することができる。特にバイオマスを始めとした有機系燃料のガス化システムおよび有機系燃料を用いたメタノール合成システムに適用した場合には、ガスの精製度が高いため、有用な燃料ガス、およびメタノールを高い収率で製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る除塵装置の第１の実施形態を示す全体構成図である。
この水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置は、例えば、バイオマスガス化炉で生成したガスなどの含塵ガス１を吸引して水ジェット水滴噴流２を鉛直軸方向に形成する駆動ノズル３と、前記駆動ノズル３に連通し、該駆動ノズル１から放出された水ジェット水滴噴流２を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流２と含塵ガス１とを気液混合し、ガス１の除塵を行う筒状のスクラバ部４と、前記スクラバ部４から流下した水ジェット水滴噴流水を受けて循環水として一時的に貯留する吸引管５と、前記吸引管５に連通するとともに内部に一定レベルの水を貯留するレベルタンク６と、前記吸引管５に配設され、該吸引管５内の循環水を循環ポンプ７により強制排出する排出管８と、前記吸引管５から強制排出された水を前記駆動ノズル３に循環させる循環ライン９とを具備する装置である。
【００３２】
前記スクラバ部４は、一体構造の筒状部材であり、比較的径の大きなチャンバー部４ａと、それに順次続く、漏斗状の吸引部４ｂ、および徐々に拡径するディフューザ部４ｃとから構成されている。前記チャンバー部４ａの中央には前記駆動ノズル３が配置されており、この駆動ノズル３の噴出口は該スクラバ部４の中心線に位置している。前記チャンバー部４ａの側部には、前記含塵ガス１の導入口４ｄが形成されており、含塵ガスを水ジェット水滴噴流２に巻き込むように設定されている。この水ジェット水滴噴流２と含塵ガス１とは、吸引部４ｂで合流し、続くディフューザ部４ｃで高流速にて気液混合されて水滴へのダスト粒子の付着合体が促進され、その後、管径の拡幅により流速が低下し、高流速エネルギーを圧力エネルギーに変えてスクラバの圧力損失を減少させる。微粒子成分および水溶性成分を吸収した水滴流は、前記吸引管５に向かって流下し、水によって洗浄されたガスは、吸引管５の上部空間を経由してガス排出口５ａから次の工程に向かって排出される。
【００３３】
前記吸引管５の上部開口部１０は、該吸引管５の下部本体部分に対して拡径されており、この拡径された開口部１０の内径寸法は、その上方に位置する前記筒状スクラバ部４のディフューザ部４ｃの下端開口部の内径寸法よりも幾分大きく設定されている。そして、吸引管５の上部開口部１０とスクラバ部４のディフューザ部４ｃの下端開口部とは、流下し、飛散した噴流水が外部に漏出しないように、一体的に連結されている。
【００３４】
また、前記吸引管５の上部開口部１０の内縁には、該内縁に沿う環状の洗浄ノズル（シャワー手段）１１が設けられている。この環状の洗浄ノズル１１は、図２に示すように、配管が環状に成形され、その下部に複数のノズル孔１１ａが穿設されてなるもので、吸引管５の上部内壁面の全周面に均等にシャワー水を噴射できるようになっている。この環状の洗浄ノズル１１には、前記循環ライン９に設けられたバイパス管１２が接続されており、循環水が洗浄シャワー水として吸引管５の上部開口部１０の内壁面に噴射される。前記スクラバ部４から流下した噴流水には水より軽い疎水性の微粒成分が多量に発生しており、吸引管５内に入ってから水面に浮上し、吸引管５の上部内壁面に付着しやすく、流下水によって水中に叩き落とすことが難しい。このように吸引管５の上部内壁面に浮上微粒成分が付着しても、前記環状の洗浄ノズル１１によって効率的に流し落とされるので、容易に下部に設けた排出管８から循環ポンプ７により循環ラインへ吸引することができる。
【００３５】
前記吸引管５の下部には、前記レベルタンク６に連結した連通管１３が接続されており、レベルタンク６の内部中位には外部からの補給水注入口１４が設けられ、この注入口１４には、レベルタンク６内の水位を検知して注入口１４を開閉するレベル検知手段１４ａが取り付けられている。このレベル検知手段１４は、公知のボールタップ方式によって制御しても良いし、電磁弁によって制御しても良い。かかる構成のレベルタンク６によって、吸引管５内の水位は、常に一定のレベルに容易に維持可能となっている。レベルタンク６の上端は、蓋１５を介して大気圧に開放されるとともに、タンク６の上部と吸引管５の上部とは均圧ライン１６によって通気状態におかれているので、レベルタンク６内の水位と吸引管５内の水位とは容易に同一レベルに調整される。このレベルタンク６による吸引管５内のレベル調整が順調に実行されるためには、スクラバ部４から吸引管５内に流下する水量に対して循環ポンプ７によって循環ライン９に排出される水量が同等以上である必要がある。
【００３６】
このように吸引管５内の水位をレベルタンク６によって所定のレベルに維持するためには、前記水ジェット水滴噴流２の流量と、前記循環ポンプ７による排出量とを適宜コントロールする必要がある。
前記吸引管５内の水位は、前記排出管８の開口面から空気を吸い込むことないように該開口面より上位にあればよく、前記吸引管５の洗浄ノズル１１より下位にあればよい。
【００３７】
スクラバ部４からの流下噴流水と、洗浄ノズル１１からの洗浄シャワー水とにより吸引管５の水面下深くに沈まされた浮上ダストが再浮上する前に吸引管５内の水を前記循環ポンプ７で吸引しなければ、浮上ダストはいつまでも吸引管５内に残留し続けることになるので、前記循環ポンプ７による吸引量は、ダスト浮上速度より循環水の排出速度が上回る値に調節する必要がある。この値は、循環流量と吸引管５の本体内径寸法とにより調節することができる。本発明では、吸引管５を従来の循環タンクとことなり、管状にして省容量化しているので、循環ポンプ７の排出量に対して吸引管５内の貯水量が少なくなっており、吸引管５内の水の滞留時間は１０秒程度にすることができ、より効率的な浮上微粒成分の排出が可能になっている。
【００３８】
本実施形態では、循環ポンプ７の下流には、オートストレーナ１７を設置しており、循環ポンプ７により吸引管５から排出させた循環水は、オートストレーナ１７に吸引され、ここで循環水中の浮上ダストが除去、回収され、循環水は熱交換器１８により冷却され、前記駆動ノズル３に送られる。前記ストレーナ１７の下流には、分岐排水管１８が接続され、循環水の一部が系外の排水処理工程に送られるようになっている。
【００３９】
前記水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置は、含塵ガスと多量の水滴とを充分に気液混合することができるので、３μｍ以下の微粒子成分を容易に捕捉し、ダストまたはタール粒子を水滴に付着合体させることができる。同様の理由により、タール、ＮＨ3，ＨＣＮ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌなどの水溶性不純物を水相に分離することが可能になる。
【００４０】
水ジェット水滴噴流水によって未処理ガスを冷却するために、ガス中の気体状タールなどの揮発成分を凝縮し分離することが可能になる。ジェット水滴噴流水は、循環使用することで、水相に捕捉した不純物を濃縮することができ、分離が容易になる。このタール成分は、循環水を得るための前記ストレーナ１７によって回収することができ、このタール成分は、燃料や殺虫剤等の化学原料として再利用することができる。
【００４１】
本発明の水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置では、筒状空間であるスクラバ部４内に噴射する水ジェット水滴噴流に未処理ガスを巻き込むように作用するので、圧力損失が生じないばかりでなく、逆に、以降のガス流に圧力を幾分ながら付与することになり、ガス精製ライン全体の効率化に寄与することができる。
【００４２】
なお、前記均圧ライン１６には、開閉弁１６ａが設けられており、この開閉弁１６ａを閉めるとともに、蓋１５を開けることにより、レベルタンク６内の汚れを運転中に除去することが可能である。
【００４３】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態を示すもので、図１に示した構成要素と同一構成要素には、同一符号を付して説明を簡略化する。
【００４４】
本実施形態の特徴は、吸引管５の外周に該吸引管５をその内部に収納するように液溜タンク２０が設けられ、この液溜タンク２０に補給された水が前記レベルタンク６に供給されるようになっている構成にある。この構成に伴って、液溜タンク２０の上部とスクラバ部４の下端とが一体に連結され、吸引管５の上部開口部１０は、スクラバ部４のディフューザ部４ｃの下方に断絶して位置しており、液溜タンク２０内に開口している。また、ガス排出口２０ａは液溜タンク２０の上部に設けられている。さらに、レベルタンク６の補給水注入口１４は液溜タンク２０に連結され、レベルタンク６の均圧ライン１６も液溜タンク２０の上部に接続されている。液溜タンク２０への補給水の注入量のコントロールは、ボールタップ方式によって行っても良いし、電磁弁によって行っても良いし、他の公知の方式によっても良い。液溜タンク２０の水位は、前記制御手段により吸引管５およびレベルタンク６の制御水位より高いレベルに維持される。
【００４５】
本実施形態の除塵装置は、基本的に前記第１の実施形態の除塵装置と同様の作用効果を有するが、本実施形態に特有の作用効果もあり、それらは、以下のようである。
（ｉ）  吸引管５を内タンクとして扱い、液溜タンク２０を外タンクとして機能させることにより、吸引管５の水位が急激に下がった場合にも、外タンクである液溜タンク２０を一時的にオーバーフロー状態にして、吸引管５への給水を即座に行うことができる。
（ii）  吸引管５の外周に多量の水を満たすことになり、循環水温度の急激な変化を防ぐことができる。
【００４６】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態を示すもので、図１および図３に示した構成要素と同一構成要素には、同一符号を付して説明を簡略化する。
【００４７】
本実施形態の特徴は、レベルタンク３０がその内部に前記吸引管５を収納するように前記吸引管５の外周に設けられ、吸引管５の側部に連通管３１が接続されることによって前記レベルタンク３０と前記吸引管５とが連通している構成にある。前記連通管３１は急激な逆流が生じないようにある程度の長さを持たせている。この構成に伴って、レベルタンク３０の上部とスクラバ部４の下端とが一体に連結され、吸引管５の上部開口部１０は、スクラバ部４のディフューザ部４ｃの下方に断絶して位置しており、レベルタンク３０内に開口している。また、ガス排出口３０ａはレベルタンク３０の上部に設けられている。レベルタンク３０の側壁には補給水注入口３２が設けられており、この注入口には前記レベル検知手段１４ａと同様の機構のレベル検知手段３２ａが取り付けられている。
【００４８】
本実施形態の除塵装置は、基本的に前記第１の実施形態の除塵装置と同様の作用効果を有するが、本実施例特有の作用効果もあり、それらは、以下のようである。
（ｉ）  吸引管５を内タンクとして扱い、レベルタンク３０を外タンクとして配置することにより、隣接配置に比べて装置全体の省スペース化を図ることができる。
（ii）  吸引管５の外周に水壁を形成することになり、循環水温度の急激な変化を防ぐことができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態を示すもので、図１に示した構成要素と同一構成要素には、同一符号を付して説明を簡略化する。
【００５０】
本実施形態の特徴は、図１に示した構成において、オートストレーナ１７が省略されている点にある。この実施例は、循環ライン９に設けた分岐排水管１８の先に設ける排水処理装置が十分な処理容量および処理品質を維持することができる装置であることに依存した実施形態であり、そのような排水処理装置と組み合わせて使用する場合に許容される実施形態である。本実施形態では、オートストレーナ１７を省略することができ、それによって、ポンプ動力、オートストレーナ動力を節約することができ、装置のランニングコストを大幅に低減することが可能になる。
【００５１】
（第５の実施形態）
図６は、本発明の第５の実施形態を示すもので、図１に示した構成要素と同一構成要素には、同一符号を付して説明を簡略化する。
【００５２】
本実施形態の特徴は、図１に示した構成において、含塵ガスとしてシアン含有生成ガス４１を処理ガスとして導入する点と、レベルタンク６の上部に酸供給手段（薬注手段）４２を配設した点とにある。酸供給手段４２からは、硫酸などの強酸をタンク内の補給水に添加する。酸性に傾けた補給水を吸引管５内に導入することにより吸引管５内の循環水を酸性もしくは中性にする。循環水には、そのままでは、含塵ガス由来のアンモニアが含まれており、循環水はアルカリ性を呈する。したがって、含塵ガス中にシアンが含まれている場合、少なくともその一部は、循環水中に溶解して、排水中に含まれたまま、排水処理装置に送られることになる。排水中のシアンの除去は、簡単でなく、排水基準を満たすまでに除去するには、コストがかかる。このように、吸引管５内では、アルカリ性を呈する循環水に含塵ガス４１からのシアン成分が溶解する段階にあるが、本実施形態では、酸供給手段４２から強酸を添加することによって循環水を中性ないし酸性にｐＨを傾けることができ、それによって、循環水中へのシアンの溶解を抑制することができる。その結果、分岐排水管１８から系外の排水処理装置へ送られる排水中へのシアン溶解量を低減し、排水処理コストを低減することができる。循環水への溶解を阻止されたシアンは、排気ガス中に混入し、排気ガスとともにガス排出口５ａを介して系外のガス処理装置に送られる。ガス中のシアンは、ガスを燃焼させることにより容易に分解することができ、排水中に存在する場合よりも遥かに安価に処理することができる。この処理に際しては、図示しない温度制御手段によりスクラバ部４内の温度を６０℃を超えない範囲で高温に制御することが望ましい。スクラバ部４内の温度が６０℃を超えると、循環水中のアンモニアが気相に移行して排ガスとともに排気されてしまうので、好ましくない。ガス中のアンモニアの処理は簡易に行えないからである。このような温度範囲に制御することにより、他の物質の循環水中への溶解を抑制せずに、シアンの循環水への溶解のみを抑制することができる。
なお、本実施例では、薬注手段として酸供給手段をレベルタンクに取り付けたが、吸引管に直接取り付けることも、レベルタンクと吸引管の両方に同時に取り付けることも可能である。また、薬注手段として酸を供給するばかりでなく、必要に応じて、凝集剤を供給する場合もある。
【００５３】
（第６の実施形態）
図７は、本発明の第６の実施形態を示すもので、図１に示した構成要素と同一構成要素には、同一符号を付して説明を簡略化する。
【００５４】
本実施例の特徴は、図１に示した構成において、含塵ガスとしてシアンおよび重金属を同時に含有する生成ガス５１を処理ガスとして導入する点とにある。このような含塵ガスとしては、バイオマスを原料とした燃料ガス、特に防蟻剤が用いられた廃材などを含むバイオマスを原料とした燃料ガスが挙げられる。このような含塵ガス５１がジェット噴流水２とスクラバ部４において接触混合され、ディフューザ部４ｃにおいて冷却されると、含塵ガス５１中の重金属は、凝縮し、気相側から分離され、液相中に移動する。このようにして循環水中に移動した重金属は、主に吸引管５内において、循環水中に溶解したシアンと結合して沈殿物となり、循環ポンプ７によってオートストレーナ１７に送られ、ここで沈殿物が循環水から除去される。このように処理ガスとしてシアンと重金属とを含有する含塵ガスを導入することによって、単独では処理が難しい重金属とシアンとを簡易な凝集沈殿処理により除去することが可能になる。したがって、本発明の除塵装置により処理するガスとして、重金属とシアンを同時に含有する含塵ガスを導入するか、重金属を豊富に含む含塵ガスとシアンを豊富に含む含塵ガスとを混合して導入すれば、ガス中から水相に重金属とシアンとを同時に除去することができ、その後、両者を沈殿物として排水中から簡易な除去手段により分離することができ、さらに排水中に残存しているシアン化重金属も系外の沈殿槽に導入することで高度に除去することができ、その後、クリーンな排水を得ることができる。
【００５５】
（第７の実施形態）
図８は、前述の本発明の除塵装置を有機系燃料の代表例であるバイオマスを用いたメタノール合成システムに用いた実施例を示している。
【００５６】
一般にバイオマスとは、エネルギー源または工業原料として利用することのできる生物体（例えば、農業生産物または副産物、木材、植物等）をいい、太陽エネルギー、空気、水、土壌等の作用により生成されるので、無限に再生可能である。
【００５７】
上記バイオマスを利用することで燃料用のガスおよびメタノール等のクリーンなエネルギー源の製造が可能となる。また、廃棄物としてのバイオマスを処理できるので、環境の浄化にも役立つとともに、新規に生産されるバイオマスも光合成によりＣＯ2の固定により生育されるので、大気のＣＯ2を増加させないので、ＣＯ2の抑制につながるので好ましい技術である。
【００５８】
バイオマス６０を炉本体６１内に供給するバイオマス供給手段６２と、酸素または酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼用の酸化剤６３を炉本体６１内に供給する酸化剤供給手段６４とを備えてなるバイオマスガス化炉６５と、該バイオマスガス化炉６５でガス化した含塵ガス６６中の粉塵を除去するサイクロンなどの分離手段６７と、この分離手段６７で３μｍ以上の比較的大きな粒径の粉塵を除去されたガスをさらに高精度に除塵処理する前記本発明の除塵装置２０１と、高精度に除塵したガスを精製するガス精製装置６８と、該精製後のガスを用いてメタノールを合成し、排ガス６９とメタノール７０とに分離する蒸留装置７１を備えたメタノール合成装置７２とからメタノール合成システム７３を構成している。
【００５９】
供給するバイオマス６０としては、生産または廃棄されたバイオマスを粉砕・乾燥したものを供給するのが好ましい。本発明で言うバイオマスとは、エネルギー源または工業原料として利用することのできる生物資源（例えば、農業生産物または副産物、木材、植物等）をいい、例えば、スイートソルガム，ネピアグラス，スピルリナ等が用いられている。
【００６０】
前記バイオマスを原料として生成したガスには、微粒子、タール成分、硫化水素、塩素、シアン、重金属化合物などが含まれるため、そのままでは、合成触媒を利用した液体燃料や、燃料電池へのエネルギー源を合成するためのガスには適さない。そのため、本発明では、前述の第１から第６の実施形態に示した水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置２０１を用いて、前記微粒子、タール成分、硫化水素、塩素などの微量成分を効率的に除去している。その除去の仕組みは、前記第１から第６の各実施形態に説明した通りである。液体燃料や燃料電池へのエネルギー源を得るための原料ガスとしては、実際の運用に当たっては、前記微量成分は、その許容含有量を検出限界量程度までに低減する必要があるが、本発明の除塵装置２０１を用い、さらに必要に応じて高精度吸着精製装置を組み合わせて用いれば、従来困難であった前記微量成分の充分なる低減が可能になる。なお、バイオマスから主にクリーンな生成ガスを得る場合のシステムは、図８のガス精製装置６８までの構成要素にて実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明に係る除塵装置は、含塵ガスを吸引して水ジェット水滴噴流を鉛直軸方向に形成する駆動ノズルと、前記駆動ノズルに連通し、該駆動ノズルから放出されたジェット水滴噴流を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流と含塵ガスとを気液混合し、含塵ガスの除塵を行うスクラバ部と、前記スクラバ部から流下した水ジェット水滴噴流水を受けて循環水として一時的に貯留する吸引管と、前記吸引管に連通するとともに内部に一定レベルの水を貯留するレベルタンクと、前記吸引管に配設され、該吸引管内の循環水を循環ポンプにより強制排出する排出管と、前記吸引管から強制排出された水を前記駆動ノズルに循環させる循環ラインとを具備していることを特徴とするものである。
【００６２】
また、本発明に係る有機系燃料のガス化システムおよび有機系燃料を用いた液体燃料合成システムは、前記除塵装置を用いたことを特徴としたものである。
【００６３】
本発明では、水ジェット水滴噴流とガスとを効率的に気液混合してガス中の水溶性成分を水相に溶解除去するとともに、タールなどの疎水性成分を水冷して凝縮させて微粒成分として水相に浮上分離させる。浮上分離した微粒成分は、小容積で水位の維持を確実に行うことのできる吸引管中で効率的に水とともに回収し、ストレーナにて分離するか、系外の排水処理装置によって分離する。従って、本発明の除塵装置によれば、高精度の除塵が可能になり、ガス化装置や燃焼装置から排出されたガスをクリーンなガスに精製することができる。特にバイオマスを始めとした有機系燃料のガス化システムおよび有機系燃料を用いた液体燃料（メタノール）合成システムに適用した場合には、ガスの精製度が高いため、有用な燃料ガス、およびメタノールを高い収率で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第１の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１の除塵装置の要部である吸引管の環状洗浄ノズル（環状シャワー手段）の斜視図である。
【図３】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第２の実施形態を示す全体構成図である。
【図４】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第３の実施形態を示す全体構成図である。
【図５】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第４の実施形態を示す全体構成図である。
【図６】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第５の実施形態を示す全体構成図である。
【図７】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第６の実施形態を示す全体構成図である。
【図８】本発明の除塵装置を用いた本発明に係る「有機系燃料（バイオマス）を用いた液体燃料合成システム」の全体構成図である。
【図９】従来の水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  含塵ガス
２  水ジェット水滴噴流
３  駆動ノズル
４  スクラバ部
４ａ  チャンバー部
４ｂ  吸引部
４ｃ  ディフューザ部
４ｄ  ガス導入口
５  吸引管
５ａ  ガス排出口
６  レベルタンク
７  循環ポンプ
８  排出管
９  循環ライン
１０  吸引管の上部開口部
１１  洗浄ノズル（シャワー手段）
１１ａ  ノズル孔
１２  循環ラインに設けられたバイパス管
１３  連通管
１４  レベルタンクの補給水注入口
１４ａ  レベルタンクのレベル検知手段
１５  レベルタンクの蓋
１６  レベルタンクと吸引管との均圧ライン
１６ａ  開閉弁
１７  オートストレーナ
１８  熱交換器
２０  液溜タンク
２０ａ  ガス排出口
３０  レベルタンク
３０ａ  ガス排出口
３１  連通管
３２  補給水注入口
３２ａ  レベル検知手段
４１  シアン含有生成ガス（含塵ガス）
４２  酸供給手段（薬注手段）
５１  シアンおよび重金属を同時に含有する生成ガス（含塵ガス）
６０  バイオマス
６１  炉本体
６２  バイオマス供給手段
６３  燃焼用の酸化剤
６４  酸化剤供給手段
６５  バイオマスガス化炉
６６  生成ガス
６７  粉塵分離手段
６８  ガス精製装置
６９  排ガス
７０  メタノール
７１  蒸留装置
７２  メタノール合成装置
７３  メタノール合成システム
２０１  本発明の除塵装置
【図１】
2005230734.tif 000003
【図２】
2005230734.tif 000004
【図３】
2005230734.tif 000005
【図４】
2005230734.tif 000006
【図５】
2005230734.tif 000007
【図６】
2005230734.tif 000008
【図７】
2005230734.tif 000009
【図８】
2005230734.tif 000010
【図９】
2005230734.tif 000011